Важные моменты при проектировании двухскатной крыши: создание чертежа

Оглавление

базовых составляющих конструкции двухскатной крыши

Конструкция, состоящая из двух плоских скатов, соединенных под углом наверху и опирающихся на стены, называется двухскатной. При монтаже с одного и другого торца остаются открытые проемы треугольной формы. В этих местах возводят фронтоны, переходящие в стену. Обычно такую конструкцию выбирают при строительстве малоэтажных зданий. Основными конструктивными составляющими крыши двухскатного типа являются:

базовых составляющих конструкции двухскатной крыши
  1. Стропильная нога. Это брус из хвойных пород размером в сечении 5 х 15 или 10 х 15 см, создающий треугольный каркас 2-скатной крыши. Через этот элемент передается вся нагрузка от снежного покрова, ветра, кровли на мауэрлат. Располагают стропильные ноги на расстоянии 0,6 -1,2 м друг от друга. Длину их вычисляют по формуле: делят высоту конька на синус угла, под которым нога наклонена. Сечение выбирают по весу кровли, чем он больше, тем толще бруски.
  2. Мауэрлат. Предназначен для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки, создаваемой ногами стропил на несущие стены. Это своего рода фундамент для стропильной системы, выполненный из бруса или бревна, уложенного по периметру сооружения и прикрепленного к ним при помощи анкеров или стержней с резьбой. Когда постройка деревянная, то роль мауэрлата выполняет верхний венец. На стенах из другого материала делают бетонный пояс по периметру, а в него встраивают шпильки, на которые брус просто «надевают» и затягивают гайками.
  3. Конек. Верхний горизонтальный элемент конструкции, соединяющий 2 ската. Образуется при стыковании стропильных ног. Его высоту определяют в зависимости от ширины дома и угла наклона кровли, зависящего от преобладающих погодных условий в конкретной местности. Если зимы всегда снежные, то скаты должны быть крутыми, при сильных ветрах следует делать крышу более пологой. В умеренном климате оптимальный угол — от 35 до 45 градусов. Чтобы определить высоту, ширину дома делят на 2, если конек находится по центу. Результат умножают на тангенс угла, под которым наклонена кровля.

    Базовая схема устройства двухскатной крыши

  4. Кобылки. Эти элементы присутствуют в конструкции не всегда — только в том случае, когда длины стропильных ног не хватает для образования свеса кровли. Они продолжают стропильную ногу на необходимую длину, но сечение у них несколько меньше, чем у основного элемента. Использование кобылок снижает трудоемкость монтажных работ при устройстве стропильной системы.
  5. Лежень. Квадратный брус, лежащий на внутренней нагруженной стене. Его функция — равномерно распределять вес, создаваемый кровельными стойками. Используют для этой цели брус сечением 10 х 10 или 15 х 15 см.
  6. Свес. Обязательный элемент, выступающий за пределы стены минимум на 400 мм и защищающий стены от дождя.
  7. Затяжка. Элемент, завершающий вершину треугольника, образованного стропильными ногами и не дающий ему разъехаться.
  8. Стойки. Брусья квадратного сечения (10 х 10 см или 15 х 15 см), установленные вертикально и передающие нагрузку на внутреннюю стену от конька.
  9. Обрешетка. Горизонтально расположенный элемент, дополнительно скрепляющий и объединяющий в целостную конструкцию, стропильные ноги и передающий им нагрузку от кровли. Устраивают обрешетку из досок или обрезного бруса. Применяют и влагостойкую фанеру, но только при использовании мягкого кровельного материала.
  10. Подкосы. Передают нагрузку на несущие конструкции от стропильных ног. Подкосы совместно с затяжкой образуют фермы, выдерживающие значительные нагрузки при самых больших пролетах.

Внимание! Шаг стропильных ног выбирают в зависимости от веса кровли. Чем она тяжелее, тем меньше расстояние между этими элементами. Влияют на этот параметр и конструктивные особенности кровли.

базовых составляющих конструкции двухскатной крыши

Разновидности стропильных систем двухскатной крыши

Преимущества и недостатки мансарды с ломаной крышей

Прежде чем приступать к обустройству ломаной крыши с мансардой, необходимо тщательно все продумать, выяснить, какие достоинства и недостатки будут у этой конструкции.

Среди ключевых преимуществ можно выделить:

  1. Мансарда на чердачном помещении может стать полноценной обособленной жилой комнатой. За счет того, что она в обязательном порядке подлежит утеплению, наблюдается расширение жилплощади, пригодной для использования.
  2. Обустроить мансардный этаж с ломаной крышей можно на инфраструктуре старого жилого строения. Сделать такой вариант кровли несложно, для этого не придется перестраивать дом.
  3. Увеличение архитектурной и дизайнерской привлекательности крыши. Благодаря сложной геометрии кровли здание приобретает уникальный внешний облик. В данном случае кровля будет выступать основным декоративным элементом, который сделает все строение оригинальным. Помимо внешней привлекательности, стоит отметить внутренние интерьеры мансарды. Из-за открытых дизайнерских балок, окон «в небо» и наклонным стенам в этом помещении появляется возможность для создания уникального дизайна. Зачастую в таких чердачных комнатах обустраивают стилистику французского прованса, шале или лофт.
  4. Из-за того, что неиспользуемая площадь чердака уменьшается, а саму кровлю утепляют, пользователи в обязательном порядке отметят уменьшение теплопотерь. Как итог – во всем здании будет намного теплее, а счета за коммунальные услуги будут не столь большими за счет значительного уменьшения потребления энергоресурсов.
  5. Мансарду можно обустроить в несколько уровней, что значительно повысит привлекательность этого помещения, даст дополнительное жилое пространство, которое можно будет использовать по назначению.
Преимущества и недостатки мансарды с ломаной крышей

Наряду с положительными моментами, эксперты также отмечают некоторые недостатки:

  1. Из-за наличия скошенных потолков, вызванных особенностями конструкции мансарды, в помещении будет наблюдаться уменьшение высоты стен. Если мансарда на ломаной крыше сконструирована в сложных геометрических формах, это особенно будет бросаться в глаза за счет разницы в высоте отдельных зон помещения.
  2. Чтобы обеспечить жилое состояние мансарды, на кровле необходимо провести достаточно масштабные гидро- и теплоизоляционные работы. Чтобы указанные мероприятия были максимально качественными и эффективными, потребуется приобрести хороший материал и пригласить профессионалов. В итоге это выльется в солидные денежные затраты.
  3. Из-за сложной геометрической формы кровли в зимний период года на крыше будет накапливаться снег и лед. От них нужно оперативно избавляться, или возникнет риск повредить кровлю или уменьшить инсоляцию в помещении.
  4. Для обустройства мансарды на крыше потребуется приобрести специальные мансардные окна. Они в разы дороже в сравнении с более простыми. Если проектом предусмотрено полное остекление мансарды по периметру, уровень затрат будет невероятно высоким.

Разновидности двускатных крыш

Классификация двухскатных кровель

  • ломаная (мансардная) двухскатная крыша;
  • двухскатная симметричная кровля;
  • двухскатная асимметричная крыша.

Виды скатных крыш домов.

Первый тип часто употребляется при возведении двухскатной мансардной (ломаной) кровли, так как такой тип конструкции оставляет на чердаке большое пространство. Симметричная крыша является наиболее традиционным вариантом, имеющим в основе равнобедренный треугольник. В случае последней конструкции конек устраивается не в центре, а с небольшим смещением. Такой вариант имеет оригинальный и необычный вид, хотя и не оставляет много полезной чердачной площади.

Кроме вышеназванных, в строительстве могут использоваться другие, более причудливые и редкие конструкции. Одной из таких является двухскатная разноуровневая крыша, скаты которой не сходятся в коньке, а образуют ломаную структуру, заканчиваясь на разной высоте. Выглядит такая кровля, конечно, эффектно, но для ее создания необходимо наличие внушительного строительного опыта. То же касается и такого варианта, как двухскатная полувальмовая кровля, на первый взгляд которая кажется самой обыкновенной щипцовой, но у нее есть скошенные элементы по краям конька.

Угол наклона ската кровли

Для подобных типов конструкций самой важной характеристикой является угол уклона. Двухскатные кровли с малым углом уклона наиболее подходящие для областей с умеренным или сухим климатом с малым количеством атмосферных осадков. Если дом строится в очень влажной местности с очень частыми дождями, то лучше делать уклон покруче, около 60 градусов, чтобы вода не накапливалась на поверхности кровли и стекала вниз как можно быстрее. При этом нужно обращать внимание на то, что большой уклон ведет к повышению воздействия ветра на крышу. Чтобы правильно рассчитать конструкцию двухскатной крыши, необходимо проводить с учетом суммы всех максимальных нагрузок.

Формула расчета угла наклона крыши.

Помимо этого, выбор кровельного покрытия зависит еще и от угла уклона. К примеру, на крыше с большим уклоном ската лучше всего использовать черепицу.

Полезно знать

Чтобы правильно рассчитать стропильную конструкцию мансарды, необходимо суммарно учесть 3 вида нагрузок, действующих на кровельную систему. Во-первых, следует вычислить вес самой мансардной крыши: кровельный материал, обрешетка, контробрешетка, гидроизоляция, стропила, теплоизоляционный слой мансарды, пароизоляция, чистовая отделка. Для этого потребуется знать вес каждого материала на 1м2, такие параметры указываются в инструкциях и сертификатах заводов–изготовителей.

Читайте также:  Как сделать навес для машины на даче своими руками

Например, полимерно-битумной гидроизоляции потребуется 5 кг/м2, один квадратный метр минваты весит 10 кг, стандартной обрешетки из доски в 25 мм – 15 кг, ондулин приблизительно 3 кг, металлочерепица – самый тяжелый кровельный материал. При подсчете нагрузки сложите все показатели и умножьте на поправочный коэффициент 1,1.

Во-вторых, конструкция стропильной системы мансардной крыши должна выдерживать снеговые нагрузки, в некоторых районах этот показатель превышает более 500 кг на м2. Формула для расчета снеговой нагрузки:

S=Sg x µ, где

S  – снеговая нагрузка;

Sg  –  масса снега на 1м2 горизонтальной поверхности, показатель устанавливается нормативными документами для каждого климатического района в отдельности;

µ – коэффициент, зависящий от уклона крыши: угол в 25о – коэффициент 1,0, 25-60о – 0,7, если уклон выше 60о коэффициент не учитывается.

И наконец, ветровые нагрузки. Для их расчета применяется формула:

W = Wo x k, где

W – ветровая нагрузка;

Полезно знать

Wo – нормативные данные, которые определяются индивидуально для каждого района;

k – поправочный коэффициент для разного типа местностей и высотности здания.

Высота здания, м Открытый тип местности: морские побережья, озера, степи Закрытый тип местности: города, лесные массивы
5 0,75 0,85
10 1,0 0,65
20 1,25 0,85

На основании суммарной нагрузки на стропильную систему мансардной крыши, определяется длина, шаг и поперечное сечение стропильной ноги. Далее мы привели таблицу рекомендуемых параметров для устройства стропильной системы в умеренном климатическом поясе (Московская область):

Расстояние между стропилами мансардной крыши, м Длина ноги, м
6 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3
Поперечное сечение балок, мм
0,6 50*200 50*200 50*175 50*150 50*150 40*175 40х150
0,9 75*250 75*200 75*175 75*175 50*200 50*175 50х150
1,1 100*200 75*200 75*200 75*175 75*175 75*150 75х150
1,4 100*200 100*200 75*200 75*200 75*200 75*175 75х150
1,75 100*250 100*200 100*200 100*200 75*200 75*200 75х150
2,15 100*250 100*250 100*200 100*200 100*175 100х150

Для других элементов стропильной системы мансардной крыши существуют свои параметры:

  • мауэрлат выполняется из бруса 150*150, 100*150, 100*100 мм;
  • ригель – 100*200-150 мм;
  • прогоны – 100*200-150-100 мм;
  • енды, диагональные ноги – 100*200 мм;
  • затяжка – 50*150 мм;
  • подкос – 150*150, 100*100 мм.
  • подшивочная доска – 25*100 мм.

Важно: Деревянные стропила должны соответствовать ГОСТу 8486-86(83). На 1 п/м ноги может быть не более 3 сучков, размер сучков не должен превышать 30 мм по длинной стороне. Сквозные трещины недопустимы. Влажность дерева менее 18%. Стропильная система двускатной мансардной крыши, чертеж основных элементов фермы

Из каких основных частей состоит крыша

Крыша двухскатного типа в своей конструкции имеет нескольких частей. Ниже перечислены элементы, из которых состоит крышная конструкция:

  1. Мауэрлат.
  2. Стропильные ноги.
  3. Вертикально расположенные стойки.
  4. Подкосы.
  5. Затяжки.
  6. Конёк.
  7. Лежень.
  8. Обрешётка.

Чтобы понять, какую функцию выполняют все эти элементы, рассмотрим их каждый по отдельности.

Мауэрлат

Если раньше при монтаже крыши не использовали даже и одного гвоздя, то теперь всё крепится на стальных элементах, без них никак. Мауэрлат должен быть надёжно закреплён. А сделать это можно только путём применения стальных стержней или же анкерных болтов. Стержни с резьбой замуровываются прямо в стену. Основная функция мауэрлата – это передача давления нагрузки прямо на наружные стены. Мауэрлатом заканчивается верхняя часть стены, брус должен быть уложен сверху.

Чтобы обеспечить конструкции достаточную прочность, следует использовать брус, сделанный из хвойного дерева. Чаще всего такой брус делают квадратной формы с длиной грани 10 или 15 см. Посмотрите на схему крепления мауэрлата, чтобы представить этот процесс наглядно.

Стропильные ноги

Стропильными ногами принято называть доски, что крепятся к мауэрлату. Их сечение может составлять 5*15 см или 10*15 см. Стропильные ноги необходимы, чтобы придать крышной конструкции правильную треугольную форму. Вместе две стропильные ноги образуют ферму. Число ферм, что нужно построить, зависит от того, насколько длинный дом, а также какой тип кровельного покрытия используется. Расстояние между фермами обычно составляет от 0,6 до 1,2 м.

Выбирая длину шага, ориентируйтесь на климатические показатели в вашем регионе. При сильных ветрах шаг должен быть меньше. То же самое касается и регионов, где зимой наблюдается повышенное выпадение осадков. Снег – очень тяжёлый, особенно если он мокрый, это стоит иметь в виду.

Вертикальные стойки

Стоечные элементы крайне важны. С помощью вертикальных стоек передаётся нагрузка непосредственно на несущие стены постройки. Брусья стоек имеют площадь сечения 10*10 см. Они располагаются внутри каждой из ферм.

Подкосы

Подкосы важно установить под углом. Это элементы между стойками и стропилами. В производстве подкосов используют обрезной брус. Подкосами выполняется важнейшая функция – увеличение несущей способности крышной конструкции. Подкос служит для укрепления боковой части фермы.

Затяжки

Затяжка – это элемент, по средствам которого соединяют части стропил снизу. По сути затяжкой называют саму балку. Располагается она у основания треугольной части фермы. Функция затяжек – повысить прочность фермы, сделать её более устойчивой к значительным нагрузкам.

Конёк

Конёк – это функциональный элемент, что соединяет два ската друг с другом. Он располагается в самой верхней точке крыши. По сути коньком называют продольный брус. Он может состоять из одной или двух досок. В случае, когда в конструкции конька используют две доски, их нужно прибивать с двух сторон. При этом соединение нужно проводить под строго определённым углом.

В нижней части, непосредственно под коньком расположены вертикальные стойки. А по бокам прикрепляются конечные части стропил.

Лежень

Лежень применяют тогда, когда расстояние прогона от одной наружной стены до другой составляет более чем 10 м. Лежнем принято называть брус, имеющий сечение 10*10 см. Его укладывают параллельно центральной несущей стене.

Обрешётка

Под термином обрешётка подразумевают доски, что набиты сверху на стропила. Также для монтажа обрешётки можно использовать и брус. Можно выделить несколько видов обрешёток. Это сплошные конструкции, имеющие зазоры между собой. Какой тип обрешётки лучше выбрать, зависит от способа кровли. Крепить обрешётку следует в горизонтальной плоскости, строго перпендикулярно направлению расположения стропил.

Расчеты

Можно проводить расчет двухскатной крыши по онлайн – калькулятору, располагая на чертежах данные, которые «выдала» машина. Можно сделать это вручную, однако в этом случае вероятность ошибки возрастает, что скажется впоследствии на качестве возводимой конструкции.

Расчёты для чертежей содержат необходимые исходные данные:

  •  Длина фронтонной части дома (F);
  •  Длина по коньку (D);
  •  Высота конька (H);
  •  Длина стропильной ноги (L), а если необходимо – увеличение длины стропила для установки карнизного свеса с необходимой шириной (I);
  •  Все виды нагрузок.
  •  Шаг, по которому устанавливали стропила.

Крутизна ската и высота конька

Проведем вычисления высоты конька крыши над мауэрлатом. Основой большей части коньковых узлов двухскатной кровли является треугольник, а на него действуют законы тригонометрии.

При симметричной крыше конёк располагается посередине между точками опоры стропил, поэтому используем формулу: f=F/2.

Если у вас скаты несимметричные, то на чертеже нужно сделать следующее:

  •  Линию F проецируем туда, где расположена линия конька крыши;
  •  Измеряем получившееся расстояние между ней и мауэрлатом с каждой стороны. Помните, что крутизна скатов будет различной;
  •  Теперь используем формулу H=f×tg a.

Можно доверить все вычисления машине, воспользовавшись калькулятором вычислений, а затем перенести данные на чертеж.

Длина стропильной ноги

Расстояние между каждой ногой стропил зависит от следующих параметров:

  •  Материала;
  •  Массивности конструкции;
  •  Климата региона.

Когда пролёт больше длины стропил, их можно удлинять. При этом высота сечения не может быть меньше, только толщина. Вариант менее рациональный – удлинить стропильный брус с использованием соединительных вставок или накладных брусков.

Расчеты длины стропильной ноги базируются на теореме Пифагора. Она позволяет вычислить длину гипотенузы при условии наличия данных катетов. Такой катет – один из 3 элементов:

  •  Высота конька;
  •  Высота верхнего узла;
  •  Высота верхнего края.

Каким будет этот элемент и место его расположения, зависит от типа двухскатной крыши. Измеряют их с помощью строительного уровня.

Несмотря на кажущуюся простоту вычислений, лучше доверить их онлайн – калькулятору. Чтобы получить правильные расчеты двухскатной конструкции, достаточно ввести нужные данные в указанные поля. К тому же существуют специальные расчетные программы, которые «выдадут» нужные параметры без ввода данных. Для расчета достаточно в нужном месте поместить форму конструкции. Затем полученные данные отражают на чертежах.

Нагрузка на стропильную систему

Для того чтобы снизить нагрузку на стены, применяют упоры вертикального или углового типа. При использовании «усилителей» нужно изменять направление «негативного» воздействия усилий.

Читайте также:  Как сделать крышу из камыша своими руками

Вычисления ведутся с учетом 3 типов нагрузок:

  1. Постоянные. К их числу относят массу кровельных материалов, обрешетки и слоев утеплителя. При наличии эксплуатируемого чердака к этой нагрузке относят вес материалов для отделки. Чтобы узнать массу кровельных материалов, нужно изучить их технические характеристики. Так, металлические материалы – самые легкие, натуральная отделка в виде сланца или керамики – самая тяжелая.
  2.  Переменные. Вычисления сложные, так как часть нагрузки зависит от климатических условий, которые постоянно меняются, однако эти данные не учитываются. Сведения берут из справочника СНиПА, в котором размещены таблицы, составленные около 50 лет назад. За эти годы поменялись многие важные показатели: высота покрова снега, сила ветра и его преобладающее направление. Чтобы «подстраховаться» в этой непростой ситуации, архитекторы используют специальный коэффициент, который называют запасом прочности. Для правильных значений каждый элемент нужно умножать на 1.4. Эта цифра актуальна для жилых зданий. Истинную нагрузку от ветра и снега также вычисляют с помощью «подстраховки». Коэффициент поправки основывается на длине крыши. Учитывают также расположение дома.
  3.  Индивидуальные. Так называют нагрузки, возникающие при специфических условиях: торнадо, ураганах или других катаклизмах.

Расчет трех типов нагрузок ведется с учетом коэффициента запаса прочности по отношению всех конструкции: стоек, растяжек, прогонов и других. Только после того, как будут высчитаны все показатели, можно переходить к построению чертежа двухскатной кровли.

Инструкция к калькулятру

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Срок службы — здесь указывается срок, на протяжении которого конструкции должны исправно работать.

Про остальные параметры (длины (L и L0), шаг стропил (K), высоты крыши (Н, Н1 и Н2)) и так все понятно. Здесь просто нужно смотреть на рисунок.

Характеристики стропилин:

Для справки, стропилина — это одна из досок стропил.

Материал — здесь выбирается порода дерева, из которой будут изготовлены стропилины, а впоследствии и стропила.

Ширина (B) и высота (D) — размеры сечения стропилины.

Сорт древесины — здесь выбирается сорт древесины, из которого будут изготовлены стропилины.

Пропитка — ставится «Да», если древесина будут подвержена глубокой пропитке антипиренами под давлением.

Нагрузка:

По СНиП «Нагрузки и воздействия» нагрузка на стропила может быть неравномерной. Другими словами, стропилина слева может быть нагружена больше, чем стропилина справа (подробнее об этом в статье: сбор нагрузок на кровлю и стропила). Поэтому, если рассчитывается лишь одна стропилина, то нормативные (qн)  и расчетные (qр) нагрузки берутся максимальные (в нашем случае слева). А если расчет стропил крыши производится так, как в случае с затяжками (когда рассчитывается стропило целиком), то нужно указывать и нагрузки слева (qн1, qr1) и нагрузки справа (qн2, qr2).

Результат

Длины (L1 и L2) — расчетные длины стропилин.

Углы наклона (P, P1 и P2) — углы наклона стропил и подкоса. В случае с подкосом угол наклона Р2 желательно делать в пределах 45-53°.

Реакции (VA, VB и VC) — реакции, возникающие на опорах.

Усилия (NA, NC, ND и NE) — усилия, возникающие в затяжке.

Гибкость стропилины — параметр необходимый для расчета стропил на сжатие.

Расчет по прочности:

Gстропил. — напряжение, возникающее в стропилах.

Rтреб — требуемое расчетное сопротивление древесины. Если возникающее напряжение превышает его, то стропилы по прочности не проходят. В этом случае нужно, либо уменьшать шаг стропил, либо увеличивать их сечение.

Запас — в случае, если Gстропил.>Rтреб, то здесь показывается на сколько превышено напряжение в стропилах; в противном случае (Gстропил.<Rтреб) в данной графе отображается запас прочности.

Примечание: в случае, если стропилина имеет три опоры, то расчет по прочности производится в двух вариантах:

  • Вариант 1 — на усилия и момент, возникающие на средней опоре.
  • Вариант 2 — на усилия и момент, возникающие в большем пролете (L1 или L2).

Расчет по прогибу:

В принципе, если Вы строите дом себе, то на него можно не обращать внимания при условии, что стропила по прочности проходят.

Fстропил. — прогиб, который возникает под действием нагрузок.

Fmax — максимально допустимый прогиб для стропил.

Запас — здесь отображается, либо процент запаса (положительная цифра), либо на сколько действительный погиб стропил крыши превышает максимально допустимый (отрицательная цифра).

Схема строения несложной по конструкции двускатной стропильной системы

Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций стропильных систем, но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.

1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.

. – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».

Схема строения несложной по конструкции двускатной стропильной системы

Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.

Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.

Двухскатная крыша своими руками: монтаж стропильной системы и устройство кровельного пирога

Проект любого дома включает проект крыши. Тип крыши зависит только от особенностей самого дома, от площади, количества этажей, особенностей его эксплуатации, стиля. Самой универсальной крышей является двускатная, о ней речь далее.

Преимущества такой крыши – простота, скорость возведения и экономичность, возможность большого выбора кровельных материалов для перекрытия. О строительстве двухскатной крыши своими руками и поговорим. Брус прочный материал, но крыша должна быть легкой, так как дерево не способно выдержать тяжелую кровлю.

При своей легкости она должна выдерживать снежный покров и сильный ветер. Строительство крыши своими руками сложное и ответственное дело, поэтому нужно сразу разобраться в конструктивных особенностях дома, четко распланировать последовательность работ. При сооружении крыши нужно абсолютно рассчитать все нагрузки.

Кроме того, нужно учесть, что построить крышу нереально одному, без помощи людей или спецтехники.

Стропильная система двухскатной крыши

Самая важная часть в строительстве двухскатной крыши своими руками — стропильная система. Она является основой будущей крыши. От того как стропила будут переносить нагрузки самой крыши, ветра, дождя и снега зависит как долго она прослужит. Этому вопросу уделим отдельное внимание. Все стропила должны быть перевязаны между собой по системе пазов, выступов, и быть единым целым, что позволит конструкции выдерживать максимально большие нагрузки.

Двухскатная крыша своими руками: монтаж стропильной системы и устройство кровельного пирога

Чтобы избежать боковой нагрузки на стены, необходимо установить стяжки на последний ряд брусьев на противоположные стены. Подойдет брус 150 на 100мм. Стяжки также будут служить и балками перекрытия, поэтому выпускать за наружный край стены их нужно на 400мм, с обеих сторон дома, чтобы после перекрытия кровельными материалами вода не попадала на стены. Края балок будут служить опорой для стропил. Количество балок подбирается индивидуально из характеристик дома.

Установив балки перекрытия, делают еще один ряд обвязки по периметру стен, в который врезают балки. Такой вариант основы может выдержать любую крышу и нагрузку на нее. Все соединения дублируются металлическими пластинами, благодаря которым стропила двухскатной крыши становятся прочнее, а при короблении бруса или балок крыша не вылетает из пазов и соединений. Стяжки монтируются цельные, без соединений. Если чердак планируется использовать, то скат крыши подымается на 30-45 градусов.

Нужно помнить, чем выше уклон, тем больше парусность для ветровой нагрузки и меньше для снежной.

Кровельный пирог

  • При подборе материала для пирога нужно подойти очень ответственно, так как в последствии выбор наполнения кровли может повлиять на теплоизоляцию, звукоизоляцию, гидроизоляцию и пароизоляцию. А это в свою очередь на микроклимат в будущем жилье. Немаловажным аспектом будет и экономия на отоплении помещения, влажности в помещении, вентиляции.
  • При нарушении порядка или замены материалов на более дешевый или отсутствие вообще такого. Вам грозит чрезмерная сырость, неоправданные затраты на отопление, плохая ветнтилируемость, повреждение бруса, гниение древесины, цвель.
  • Правильный подбор составляющих пирога сделает здоровый микроклимат в Вашем доме из бруса. Для сохранения микроклимата в основании кровли располагают слой паро изоляции, это не дает возможность влаге из помещения попадать в подкрышное пространство. Над пароизоляцией располагают утеплитель.
  • Утеплитель выбирают исходя из географического месторасположения дома. Пенопластом утеплять не рекомендуют, так как он не долговечен и его портят грызуны. Лучшим решением будет утеплитель на основе стекловолокна или бальзата.
  • Исходя из конструктивных особенностей дома, утеплитель располагают внутри крыши, или снаружи. Утепляют весь чердак. Над утеплителем обязательно оставляют зазор. А потом – слой гидроизоляции в виде дышащей мембраны.
  • Слой гидроизоляции располагается таким образом, что обязательно остается место для выхода воздуха, чтобы влага не скапливалась в утеплителе. Конденсат должен стекать по провесам гидроизоляции, не попадая на деревянные конструкции.
  • На гидроизоляцию монтируют кровельный материал на обрешетку.

    При этом между покрытием и гидроизоляцией оставляют зазор для вентиляции. Изредка в качестве кровельного материала используют древесину в виде досок, дополнительно обрабатывая доски пропитками, для влагостойкости.

  • Деревянная крыша уступает другим видам кровельных покрытий, более современным. Она не долговечна и не влагостойка.
  • Для крепления металлического профнастила, используют саморезы с резиновыми прессшайбами, не пропускающими влагу под кровлю в местах крепления. После монтируют конек крыши и ветровые планки.

  • Следует организовать водосток, он защитит стены дома от влаги, увеличит долговечность строения и фундамента.

Больше интересных и полезных статей на нашем сайте

Как установить наслонные стропила

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Как установить наслонные стропила

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Данная конструкция используется тогда, когда размеры стропил, превышают допустимые при использовании конструкции висячего типа. Такой вариант позволяет перекрывать крыши с пролётом до 15 м. В этом случае закладывается несущая стена по центру здания, на неё ставится центральная стойка или опора, которая упирается в коньковый брус.

Перед тем, как собрать двухскатную крышу, необходимо знать некоторые особенности ее строения. Висячая стропильная система устраивается в том случае, когда дом имеет небольшие размеры, и отсутствует внутренняя несущая стена. В этом случае стропила соединяют под определенным углом, делая соответствующие спилы на их концах, для соединения используют гвозди.

Как установить наслонные стропила

При устройстве такой стропильной системы стойки и конек не делают, а упор нижних концов стропил приходится на внешние несущие стены. Чтобы конструкция была более прочной, верхняя затяжка должна располагаться не дальше 0,5 метра от верха. Иногда в качестве затяжек используют балки перекрытия. Отсутствие стоек освобождает чердачное пространство, что позволяет использовать его для обустройства мансардного этажа.

Если в доме предусмотрена внутренняя несущая стена, то эффективнее использовать наслонную стропильную систему. В этом случае выполняют укладку лежня, на нем фиксируют опорные стойки, на которые прибивается конек. Этот способ считается более простым и выгодным с материальной стороны. При проектировании потолков на разных уровнях стойки можно заменить стеной из кирпича, которая разделит чердачное пространство на две части. Также может быть сделана двухскатная крыша с разными скатами по длине, что тоже весьма красиво и практично.

Висячие стропила могут крепиться к мауэрлату несколькими способами:

  • На стропилах выпиливают паз, а в стену на расстоянии 15 см от верхнего края забивают металлический штырь. Стропило выставляют на мауэрлате, обвязывают проволокой и притягивают к стене. Проволоку обматывают вокруг штыря.
  • Второй способ предполагает выкладку кирпичного ступенчатого карниза. Мауэрлат при этом укладывают по внутреннему краю стены и делают в нем паз для стропильной ноги.
  • При использовании третьего варианта стропила упираются в балки перекрытия, которые имеют выпуск за периметр дома до полуметра. Балки спиливаются под углом и крепятся болтами. Посредством этого способа собирается крыша без мауэрлата своими руками.

Наслонные стропила устанавливаются в следующем порядке:

Как установить наслонные стропила
  • Несущая стена, расположенная по центру дома, застилается гидроизоляционным материалом.
  • Поверх укладывается лежень и крепится посредством болтов или металлическими скобами.
  • На лежень выставляют стойки из брусьев сечением 10*10 см.
  • Сверху стоек в горизонтальном направлении прибиваются прогоны, укрепляя конструкцию временными распорками.
  • Выполняют установку стропил и их фиксацию.

После установки основных элементов конструкции проводят обработку деревянных поверхностей антипиренами.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

Разновидности конструкций висячих стропил
Разновидности конструкций висячих стропил
Разновидности конструкций висячих стропил
  1. Трехшарнирная треугольная арка
  2. Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

  3. Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской
  4. При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

    Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.

  5. Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой
  6. Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.

  7. Треугольная трехшарнирная арка с ригелем
  8. В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.

  9. Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами
  10. С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

    Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

Разновидности конструкций висячих стропил
Разновидности конструкций висячих стропил
Разновидности конструкций висячих стропил

Разновидности конструкций висячих стропил
Разновидности конструкций висячих стропил
Разновидности конструкций висячих стропил

Сушка пиломатериалов

Хотя существует много разновидностей крыш, среди них можно выделить одну особенность. Если было принято решение сделать стропилы из дерева, важным моментом будет правильная сушка материала. Это этап обязателен, так как в продаже, в основном, весь лес сырой. Если его не просушить правильно, он высохнет уже на крыше, при этом каждый груз и каждая доска примету форму, какую захочет.

Это неизбежно приведёт к возникновению напряжение конструкции, и при небольших перегрузках, таких как ветер или скопившиеся снег, неизбежно появятся серьёзные проблемы. Чтобы этого избежать, можно купить сухую древесину с влажностью не более 20%, лучше 8-12%, после специальной сушильной камеры, но такой лес сложно найти.

Если же выбор пал на сырой, его стоит приобрести за пару месяцев до монтажа и сложить для проветривания штабелями. Каждая доска отделяется от другой подложками, они кладутся поперёк досок над брусьями. В завершение конструкции сверху вдоль досок кладутся грузовые брусья, как показано на изображении. После высыхания доски необходимо обработать всеми необходимыми пропитками (противопожарной, антигрибковой, противопаразитной).